Laporan Praktikum Kalor Jenis Logam

Prakitkum Kalor Jenis Logam

Bab I. Pendahuluan

A. Latar Belakang

Kalor adalah salah satu bentuk energi. Maka satuan kalorpun sama dengan satuan energi yaitu joule atau kalori. Kalor dapat menaikkan suhu suatu zat dan dapat mengubah wujud zat. Benda yang mendapat kalor suhunya akan naik, sedangkan yang melepaskan kalor suhunya turun.

Pemanfaatan kalor dalam kehidupan sehari-hari dapat kita jumpai dari peralatan rumah tangga di sekitar kita. Misalnya pada termos. Termos berfungsi untuk menyimpan zat cair yang berada didalamnya agar tetap panas dalam jangka waktu tertentu. Termos dibuat untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi.

Pemanfaatan kalor juga pada setrika. Setrika terbuat dari logam yang bersifat konduktor yang dapat memindahkan kalor secara konduksi pada pakaian yang sedang disetrika. Adapun gagang setrika terbuat dari bahan yang bersifat isolator. Pada panci juga demikian. Panci terbuat dari bahan konduktor yang bagian luarnya mengilap. Hal ini untuk mengurangi pancaran kalor. Pegangan panci terbuat dari bahan isolator untuk menahan panas.

Lain lagi dengan kulkas. Penurunan suhu didalam kulkas disebabkan oleh penguapan freon yang mengaliri pipa yang melewati kulkas. Uap freon terus dialirkan dan keluar ruang pembekuan, kemudian dimampatkan, lalu freon menyerap kalor dan begitu seterusnya.

B. Tujuan Praktikum

1. Menetukan panas jenis suatu logam melalui persamaan.
2. Membuat persamaan panas jenis logam dari beberapa kubus logam.
3. Membandingkan panas jenis percobaan dari beberapa kubus logam.

Bab II. Tinjaun Pustaka

A. Energi Panas

Kalor berasal dari bahasa Yunani yang berarti mengalir. Kata ini digunakan untuk mendefenisikan energi yang berpindah karena adanya perbedaan suhu antara dua benda yang saling bersentuhan. Di alam, energi panas akan mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah.

Sama dengan bentuk energi lain, Kalor dinyatakan dalam satuan Joule. Besar dari kuantitas kalor sendiri didefenisikan sebagai banyak panasr yang dilairkan pada 1 gram air agar suhu naiknya sebanyak 1^oC. Defenisi kemudian disebut sebagai satu kalori atau 1 cal. 1 Calori sebanding dengan 0,42 Joule.

B. Kalor Jenis

Sebagaimana pernyataan bahwa kalor akan berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah hingga tercapai kesetimbangan termal. Kesetimbangan termal adalah keadaan dimana tidak terjadi lagi perubahan suhu ketika dua benda dalam keadaan kontak termal. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa kalor yang diserap atau yang dilepaskan oleh suatu benda menyebabkan perubahan suhu.

Disini dapat dikatakan juga bahwa kalor sebanding dengan perubahan suhu itu sehingga dapat kita nyatakan dengan :

Q = mc\Delta T

Jika kalor jenis kita definisikan sebagai jumlah atau banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 gram massa benda sebesar 1^oC dan kita beri simbol c maka dapat kita tuliskan persamaan :

Q = kalor (kalori atau joule),
m= massa (g atau kg),
c= kalor jenis (kal/g^oC atau J/kg^oC) dan
ΔT= perubahan suhu (t₂-t₁ dalam ^oC).

Catatan : Jika Dt bernilai positif, maka Q positif itu berarti benda menerima kalor sedangkan jika Dt negatif, maka Q negatif dan ini berarti benda melepas kalor.

C. Kapasitas Kalor

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu sebesar 1^oC yang merupakan kemampuan benda menyerap atau melepas kalor pada setiap satu derajat. Jika kapasitas kalor diberi simbol C maka dapat dituliskan persamaan

B.4. Kalor Laten

Kalor yang diserap atau dilepaskan oleh suatu benda selain dapat mengakibatkan perubahan suhu juga dapat mengakibatkan perubahan wujud zat, namun perlu diperhatikan bahwa ketika suatu benda mengalami perubahan wujud benda itu tidak akan mengalami perubahan suhu. Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat ini disebut kalor laten. Yang dituliskan dengan persamaan :

Q = mL

Dengan :

Q= kalor (kal atau joule),
m= massa (g atau kg),
L= kalor laten (kal/g atau J/kg).

Beberapa macam kalor laten :

1. Kalor uap
2. Kalor embun
3. Kalor beku
4. Kalor sublim

Perhatikan gambar di bawah ini :

Gambar grafik perubahan suhu terhadap waktu

Pada gambar tersebut tampak bahwa pada saat peleburan es menjadi air (b ke c) dan pada saat perubahan air menjadi uap (d ke e) tidak terjadi kenaikan suhu pada air.

Bab III. Metode Praktikum

A. Alat dan Bahan

a. Alat

1. Gelas Ukur 250 ml (2 buah)
2. Gelas Ukur 500 ml (1 buah)
3. Kalorimeter (1 buah)
4. Termometer raksa (1 buah)
5. Termometer alkohol (1 buah)
6. Dasar statif (1 buah)
7. Penjepit (1 buah)
8. Klem (1 buah)
9. Kompor listrik (1 buah)
10. Neraca Digital  (1 buah

b. Bahan

1. Tali Pengikat (secukupnya)
2. Air (secukupnya)
3. Tissue (secukupnya)
4. Besi (1 buah)
5. Aluminium (1 buah)
6. Kuningan (1 buah)
7. Tembaga (1 buah)

B. Identifikasi Variabel

1. Variabel manipulasi     : Logam
2. Variabel ukur/respon   : Suhu dan Massa

C. Definisi Operasional Variabel

1. Logam adalah  bahan yang diukur massa dan suhunya untuk membuktikan nilai tetapan yang ada pada teori berdasarkan perhitungan yang dilakukan.
2. Suhu adalah perubahan atau kenaikan suhu yang dialami air beserta logam sebelum dan sesudah dipanaskan.
3. Massa adalah nilai dari berat kalorimeter, kalorimeter + air, dan kubus logam untuk dapat menghitung kapasitas dari beberapa jenis logam dan kemudian membandingkannya dengan teori yang sudah ada.

D Prosedur Kerja

Prosedur kerja pada percobaan ini adalah sebagai berikut:

1. Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan
2. Menimbang massa kalorimeter kosong dengan menggunakan neraca digital
3. Memasukkan air kedalam kalorimeter kemudian menimbangnya kembali dengan menggunakan neraca digital.
4. Mengikat kubus logam besi, aluminium, tembaga, dan kuningan dengan menggunakan tali pengikat.
5. Menimbang kubus besi, aluminium, tembaga dan kuningan dengan menggunakan neraca digital.
6. Memasukkan air kedalam gelas kimia sebesar  bagian, kemudian memanaskan diatas kompor listrik.
7. Memasukkan logam aluminium kedalam gelas kimia, kemudian memanaskan air diatas kompor listrik dan mengukur suhunya sampai 95  dengan menggunakan termometer
8. Setelah suhu air didalam gelas kimia mencapai 95 , angkat kubus aluminium dari gelas kimia dan segera masukkan kedalam kalorimeter
9. Menutup rapat-rapat kalorimeter dan mengaduk secara kontinu sampai suhu dalam kalorimeter mencapai kesetimbangan.
10. Mengukur suhu kalorimeter yang diaduk dengan menggunakan termometer
11. Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan
12. Mengulangi langkah 6 sampai 9 dengan mengganti aluminium dengan besi, tembaga dan kuningan.

Bab IV. Hasil dan Pembahasan

A. Hasil Percobaan

Tabel 1. Tabel Hubungan Antara

Tabel 1 : Panas Jenis Logam

Massa Kalorimeter       =  124,916 gram                                          = 1,00 kal/gr.  

NST Termometer         =  1                                               = 0,125 kal/gr.

NST Nerca Digital          = 0,01 gram                                                      =  29,0

B. Analisis Data

1. Menghitung massa air = Massa kalorimeter + Air  –  Massa Kalorimeter
2. Menghitung  air                                            =   –   
3. Menghitung kalor jenis logam   =        . c .   =  . c . . .  =   =

C. Pembahasan

1. Kubus logam Aluminium

Pada percobaan ini kami mengguankan kubus logam yang mempunyai massa sebesar 21, 133 gram. Kalorimeter dengan massa 124,916 gram massa kalorimeter + air sebesar 263,832 gram. NST Neraca digital yaitu 0,01 gram dan NST Termometer yaitu 1 . Dari hasil analisi diperoleh massa air dengan mengurangkan massa kalorimeter + air dengan massa kalorimeter sehingga diperoleh massa air senilai 138,916 gram. Suhu awal logam yaitu 31,0 setelah logam dimasukkan kedalam air  yang dipanaskan hingga mencapai suhu 95  sehingga diperoleh selisih suhunya yakni 64,0 . Pada saat logam dipindahkan kedalam kalorimeter menjadi 31,0  sehingga diperoleh selisih suhu air adalah 2,0 . Hasil perhitungan kalor jenis Aluminium maka diperoleh kalor jenis (c) yaitu 0,228 Kal/g .

Berdasarkan teori, nilai atau tetapan nilai dari kalor jenis logam Aluminium adalah 0,215 Kal/g . berdasarkan perhitungan yang diperoleh dapat dikatakan bahwa pada percobaan ini belum berhasil karena hasil yang diperoleh jauh berbeda dengan teori yang sudah ada.

2. Kubus Logam Kuningan

Pada percobaan ini kami menggunakan kubus logam yang mempunyai massa sebesar 64,738  gram. Kalorimeter dengan massa 124,916 gram massa kalorimeter + air sebesar 257,782 gram. NST Neraca digital yaitu 0,01 gram dan NST Termometer yaitu 1 . Dari hasil analisi diperoleh massa air dengan mengurangkan massa kalorimeter + air dengan massa kalorimeter sehingga diperoleh massa air senilai 132,866 gram. Suhu awal logam yaitu 31,0    setelah logam dimasukkan kedalam air  yang dipanaskan hingga mencapai suhu 95  sehingga diperoleh selisih suhunya yakni 64,0 . Pada saat logam dipindahkan kedalam kalorimeter menjadi 31,0  sehingga diperoleh selisih suhu air adalah 2,0 . Hasil perhitungan kalor jenis Aluminium maka diperoleh kalor jenis (c) yaitu 0,071 Kal/g .

      Berdasarkan teori, nilai tetapan kalor jenis (c) kuningan yaitu 0,090 Kal/g  sedangkan dari data yang kami peroleh menunjukkan kalor jenis logam kuningan sebesar 0,071 Kal/g , sehingga dapat disimpulkan bahwa percobaan ini kurang berhasil yang disebabkan karena kesalah pada pengamat yang kurang teliti pada saat melakukan  pengukuran  massa air dan suhu logam aluminium.

1. Kubus logam Tenbaga

 Pada percobaan ini kami mengguankan kubus logam yang mempunyai massa sebesar 62,836  gram. Kalorimeter dengan massa 124,916 gram massa kalorimeter + air sebesar 243,532 gram. NST Neraca digital yaitu 0,01 gram dan NST Termometer yaitu 1 . Dari hasil analisi diperoleh massa air dengan mengurangkan massa kalorimeter + air dengan massa kalorimeter sehingga diperoleh massa air senilai 118,616 gram. Suhu awal logam yaitu 32,0    setelah logam dimasukkan kedalam air  yang dipanaskan hingga mencapai suhu 95  sehingga diperoleh selisih suhunya yakni 63,0 . Pada saat logam dipindahkan kedalam kalorimeter menjadi 32,0  sehingga diperoleh selisih suhu air adalah 3,0 . Hasil perhitungan kalor jenis Aluminium maka diperoleh kalor jenis (c) yaitu 0,101 Kal/g .

Berdasarkan teori yang sudah ada, nilai atau tetapan pada logam tembaga adalah sebesar 0.093 Kal/g . Dan dari analisis data yang kami peroleh sudah mendekati nilai tetapan tembaga yang sudah ada dimana nilai tetapan tembaga pada perhitungan yang kami peroleh sebesar 0,101 Kal/g .

1. Kubus logam Besi

     Pada percobaan ini kami mengguankan kubus logam yang mempunyai massa sebesar 63,289  gram. Kalorimeter dengan massa 124,916 gram, massa kalorimeter + air sebesar 256,864 gram. NST Neraca digital yaitu 0,01 gram dan NST Termometer yaitu 1 . Dari hasil analisi diperoleh massa air dengan mengurangkan massa kalorimeter + air dengan massa kalorimeter sehingga diperoleh massa air senilai 131,948 gram. Suhu awal logam yaitu 32,0    setelah logam dimasukkan kedalam air  yang dipanaskan hingga mencapai suhu 95  sehingga diperoleh selisih suhunya yakni 63,0 . Pada saat logam dipindahkan kedalam kalorimeter menjadi 32,0  sehingga diperoleh selisih suhu air adalah 230 . Hasil perhitungan kalor jenis Aluminium maka diperoleh kalor jenis (c) yaitu 0,11 Kal/g .

 Berdasarkan teori, nilai atau tetapan nilai dari kalor jenis logam Aluminium adalah 0,11 Kal/g . Maka dapat dikatakan bahwa pada percobaan ini sudah berhasil karena  tetapan kalor jenis aluminium yang sudah ada sama dengan analisis data dari percobaan yang dilakukan.

SIMPULAN

            Panas jenis logam dapat ditentukan dengan menghitung yaitu hasil perkalian dari massa air dan kalor jenis air dengan massa kalorimeter dan kalor jenis kalorimeter, hasilnya dikalikan dengan selisih antara suhu campuran dan suhu awal kemudian hasil akhirnya dibagi dengan hasil perkalian dengan massa logam dan selisih suhu logam yang dipanaskan dengan suhu awal air.

DISKUSI

            Berdasarkan  percobaan panas jenis logam yang telah kami lakukan, dimana kami menggunakan beberapa jenis logam yang diantaranya adalah logam aluminium, logam kuningan, logam tembaga dan logam besi kami mengambil kesimpulan bahwa percobaan kami sudah cukup akurat karena dari keempat jenis logam yang kami gunakan semuanya sudah mendekati teori karena kapasitas aluminium, kuningan, tembaga dan besi dari hasl perhitungan tidak berbeda jauh dengan tetapannya.

DAFTAR RUJUKAN

Giancoli, Dauglas C. 2001 . FISIKA. Jakarta. Erlangga.

Tim Dosen UIN. 2013. Penuntun Praktikum Termodinamika. Makassar. UIN Press.

Tipler, Paul A. 1998.  Physics for Sains and Technic. Jakarta. Erlangga.      

Walker, James S. 2010. PHYSICS. United Stated of America. Pearson Education,

Inc.

Young and Freedman. 2003. University of Phisycs. Jakarta. Erlangga.